DE25942C

DE25942C - Retort for the combustion of liquid hydrocarbons

Info

Publication number: DE25942C
Application number: DENDAT25942D
Authority: DE
Original assignee: CH. HOLLAND in Chicago III. V. St. A

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMPATENTAM

KLASSE 24: Feuerungsanlagen.CLASS 24: Combustion systems.

Diese Erfindung bezieht sich auf einen verbesserten Apparat zum Verbrennen von Kohlenwasserstoffen in Verbindung mit Dampf und Luft, und wird am besteh unter Hinweis auf beiliegende Zeichnungen erklärt.This invention relates to an improved apparatus for burning hydrocarbons in conjunction with steam and air, and is noted on the existing accompanying drawings explained.

Fig. ι ist ein Grundrifs,Fig. Ι is a basic outline,

Fig. 2 ein Aufrifs im Schnitt undFig. 2 is a Aufrifs in section and

Fig. 3 ein Querschnitt durch die verbesserte Retorte, welche hauptsächlich für schwere OeIe bestimmt ist, die sich nicht leicht verflüchtigen.Fig. 3 is a cross-section through the improved retort, which is mainly used for heavy oils which do not easily evaporate.

Der Kohlenwasserstoff wird in gleichen Quantitäten durch das Rohr B in die Kammer eingeführt, welche sich an der Oberseite der Zwischenwand A^l in der Retorte A . befindet. Ein Strahl von Wasser oder Dampf tritt mit Druck durch das Rohr C in den Raum unter der Scheidewand ein, so dafs er kleine Theilchen des schweren Oeles mit sich reifst.The hydrocarbon is introduced in equal quantities through the pipe B into the chamber, which is located on the upper side of the partition A ^l in the retort A. is located. A jet of water or steam enters the space under the septum under pressure through pipe C , so that it drags small particles of the heavy oil with it.

Die Retorte ist heifs und die Dämpfe und Gase werden durch das Rohr D an Röhren abgegeben, welche sie nach den Brennern führen. Der flüchtigere Theil des Kohlenwasserstoffes verflüchtigt sich, ehe er das Ende der Scheidewand A¹ erreicht; die minder flüchtigen Theile passiren das Ende der Scheidewand und steigen in die untere Kammer hinab, wo sie mit Dampf vermischt werden, mit welchem sie zusammen abdestilliren und in einen gasförmigen Zustand verwandelt werden (etwaiges überschüssiges OeI führt der Dampf mit sich fort). Dies verhütet Niederschläge von Kohlenstoff oder anderen festen oder theerartigen Rückständen in der Retorte.The retort is hot and the vapors and gases are given off through pipe D to tubes which lead them to the burners. The more volatile part of the hydrocarbon volatilizes before it reaches the end of the partition A ¹ ; the less volatile parts pass the end of the partition and descend into the lower chamber, where they are mixed with steam, with which they are distilled off and converted into a gaseous state (the steam carries away any excess oil). This prevents carbon or other solid or tarry residues from depositing in the retort.

Hierdurch erreicht man eine vollständige Ausnutzung des Kohlenwasserstoffes.This achieves full utilization of the hydrocarbon.

Fig. 4 ist ein Grundrifs undFig. 4 is a basic outline and

Fig. 5 eine Ansicht im Schnitt einer neuen Methode, das Brennmaterial dem Feuerraum zuzuführen.Figure 5 is a sectional view of a new method of adding fuel to the furnace to feed.

Fig. 6 ist die Ansicht eines Theiles von Fig. 5, in gröfserem Mafsstabe dargestellt.Fig. 6 is a view of part of Fig. 5, shown on a larger scale.

B ist ein Kasten oder eine Kammer, welche dem Rohr E¹ Brennmaterial zuführt. E"" sind Brenner, Oeffnungen oder Auslauflöcher, an denen das Brennmaterial verbrannt wird. F sind Röhren, die in Gruppen um die Oeffnungen E² arrangirt sind; sie lassen Luft an die Flamme herantreten. Der Kasten JE kann am Boden, an den Seiten oder aber an den Enden des Feuerraumes angebracht werden. B is a box or chamber which feeds fuel to pipe E ^1. E "" are burners, openings or outlet holes where the fuel is burned. F are tubes which are arranged in groups around the openings E ² ; they allow air to approach the flame. The box JE can be attached to the floor, to the sides or to the ends of the firebox.

Durch Anwendung desselben wird der Feuerraum mit einer in allen Theilen gleichmäfsig vertheilten Flamme erfüllt werden.By applying this the furnace becomes uniform in all parts with one distributed flame are fulfilled.

Fig. 7 ist der Feuerkasten einer Lokomotive, im Querschnitt nach vorn zu gesehen. In diesem liegen 14 Retorten, am besten aus schmiedbarem Eisen gefertigt. Sie sind von halbrunder Form und in dem Feuerraum 16 mit ihren convexen Seiten nach oben placirt. Am unteren Theil der Retorten 14 sind kleine Röhren 14^a eingefügt, durch welche Wasser in die Retorten eingelassen werden kann. Sein Zuflufs wird durch Ventile 14° regulirt.Fig. 7 is the fire box of a locomotive, viewed in cross section towards the front. There are 14 retorts in this, ideally made of wrought iron. They are of a semicircular shape and are placed in the combustion chamber 16 with their convex sides facing upwards. At the lower part of the retort 14 small tubes 14 ^a are inserted, may be through which water is introduced into the retort. Its inflow is regulated by valves 14 °.

Ein anderes Röhrenpaar 14^b ist mit den Retorten 14 verbunden und führt Naphta oder sonstigen flüssigen Kohlenwasserstoff in die Retorte 14 ein. Der Zuflufs des letzteren wird mittelst der Ventile i4^a geregelt.Another pair of tubes 14 ^b is connected to the retorts 14 and introduces naphtha or other liquid hydrocarbon into the retort 14. The tributary stream of the latter is regulated by means of valves i4 ^a.

Die Röhren 1.4^e sind oben in die Retorten 14 eingefügt und gehen in ähnlichen. Retorten 15 durch den oberen Theil der letzteren beinaheThe tubes 1.4 ^e are inserted into the retorts 14 at the top and go in a similar manner. Retorts 15 through the upper part of the latter almost

bis an ihren Boden, wie die punktirten Linien in Fig. 7 andeuten.to their bottom, as the dotted lines in Fig. 7 indicate.

Kleine Röhren 15 ^a, versehen mit Ventilen 15^b, sind in die Retorten 15 nahe dem Boden derselben eingefügt, und dienen dazu, Naphta oder sonstigen flüssigen Kohlenwasserstoff in regelmäfsigen Mengen in diese Retorten einzuführen. Small tubes 15 ^a , provided with valves 15 ^b , are inserted into the retorts 15 near the bottom of the same, and serve to introduce naphtha or other liquid hydrocarbons into these retorts in regular amounts.

Vom Obertheil der Retorten 15 gehen Röhren 15^c aus nach abwärts; sie sind mittelst geeigneter Verbindungen mit dem Haupt-Gasoder Brennmaterial-Leitungsrohr 17 verbunden.From the upper part of the retorts 15 tubes 15 ^c extend downwards; they are connected to the main gas or fuel pipe 17 by means of suitable connections.

Das Rohr 17 ist horizontal in der Mitte des Feuerraumes gelagert, hat am besten einen viereckigen Querschnitt und besteht am zweckmäfsigsten aus zwei oder mehreren Längen, mit Ventilen 17^a, Fig. 9, zwischen denselben, die nach Wunsch mittelst Handgriffe geöffnet oder geschlossen werden, und die der Maschinist bedient. The pipe 17 is mounted horizontally in the middle of the furnace, is best of quadrangular cross-section and most expediently consists of two or more lengths, with valves 17 ^a , Fig. 9, between them, which can be opened or closed as desired by means of handles, and operated by the machinist.

In die Seiten des Haupt-Gasrohres 17 sind in regelmäfsigen Abständen horizontale Röhren 17^e eingesetzt, Fig. 7 und 8, deren äufsere Enden geschlossen sind. Sie haben Löcher 17 ^f, die in regelmäfsigen Abständen eingebohrt sind und aus denen das gasförmige Brennmaterial in Strahlen ausströmt, und zwar etwa unter einem Winkel von 45° zur Horizontalen.In the sides of the main gas pipe 17, horizontal tubes 17 ^e are inserted at regular intervals, FIGS. 7 and 8, the outer ends of which are closed. They have holes 17 ^f , which are drilled at regular intervals and from which the gaseous fuel flows out in jets, namely at an angle of approximately 45 ° to the horizontal.

Unter dem Gasrohr 17 und dessen Zweigrohr 17° befindet sich eine Anzahl von Bodenplatten 18, so dafs der Boden des Feuerraumes 16 durch dieselben geschlossen wird. In diesen Platten befinden sich Durchbohrungen i8^a mit kurzen Röhren i8^b, welche in regelmäfsigen Abständen nach dem Feuerraum aufsteigen.A number of base plates 18 are located under the gas pipe 17 and its branch pipe 17 °, so that the floor of the combustion chamber 16 is closed by the same. Are located in these plates through holes i8 ^a short tubes i8 ^b which rise in regelmäfsigen intervals after the firebox.

Die Löcher i8^a und i8^b sind so angebracht, dafs der Luftstrom, der durch dieselben aufsteigt, je zwei der Strahlen, bestehend aus gasförmigem Brennmaterial, schneidet, wenn sie aus den Oeffnungen 17 ^f der Zweigröhre 17 ^e aufsteigen, wie dies aus Fig. 8 klar zu ersehen ist.The holes i8 ^a and i8 ^b are attached so, that the flow of air which rises through the same, two each of the rays, consisting of gaseous fuel, cuts when ^f from the openings 17 of the branch pipe ascend 17 ^e, as shown in FIG. 8 can be seen clearly.

Unter den Platten 18 befindet sich eine Anzahl von verschiebbaren Platten i8^d, die auf Führungen ruhen, so dafs sie sich längsweise bewegen. Sie haben Löcher 18 ^c, die mit den Löchern 18^a in den Bodenplatten 18 übereinstimmen. Under the plates 18 are a number of slidable plates 18d ^which rest on guides so that they move lengthwise. They have holes 18 ^c that match the holes 18 ^a in the base plates 18.

Die Platten i8^d sind in mehreren Sectionen angeordnet, die in ihrer Länge mit den Theilen des Rohres 17 übereinstimmen, so dafs man die Luftzuführung für die Strahlen des gasförmigen Brennmaterials, die aus den Zweigröhren 17^e aufsteigen, für jede Abtheilung des Rohres 17 unabhängig reguliren kann, indem man jede Section von Platten 18^d mittelst der Handgriffe 18^e bewegt, die mit den Platten durch die Stangen i8^f verbunden sind.The plates i8 ^d are arranged in a plurality autopsies which match in length with the parts of the tube 17, one That the air supply for the jets of gaseous fuel material that rise 17 ^e of the branch tubes, independently regulate for each division of the tube 17 can by each section of plates 18 by means of the handles 18 moves ^d ^e, which are connected to the plates by the bars i8 ^f.

Die Wirkungsweise dieser Anordnung in meiner Erfindung ist wie folgt: Ein kleines Quantum der brennbaren Flüssigkeit wird in dem Feuerraum auf die Platten 18 unter den Retorten 14 und 15 gegossen. Diese Platten sind an der betreffenden Stelle zu diesem Zweck concav oder ausgehöhlt, die Flüssigkeit wird dann, etwa mittelst einer brennenden Lunte, die schon früher unter die Retorten gebracht wurde, angezündet.The way this arrangement works in my invention is as follows: A small quantum the combustible liquid is in the furnace on the plates 18 under the retorts 14 and 15 cast. These panels are at the concerned place for this purpose concave or hollowed out, the liquid is then, by means of a burning fuse, which was brought under the retort earlier, set on fire.

Die Flamme, welche diese Flüssigkeit erzeugt, erhitzt die Retorten. Nun öffnet man das Ventil im Rohr 17 ^s und die Ventile 14 ^d, welche Naphta durch die Röhren i4^b in die Retorten 14 strömen lassen. Ein geringes Quantum Wasser wird durch die Röhren I4^a in die Retorten 14 eingelassen, indem man das Ventil 14° öffnet. Die Destillationsproducte des Naphtas und Wassers gelangen von der Retorte 14 durch die Röhren 14° in die Retorten 15, und ein weiteres Quantum Naphta wird durch die Röhren I5^a in die Retorten 15 eingeführt, indem man die Ventile 15^b öffnet. Die Producte dieser Destillation gelangen von den Retorten 15 durch die Röhren 15° nach dem Gasrohr 17. Sie strömen durch die Oeffnungen 17^f in den Röhren 17 ^e unter den Retorten 14 und 15 aus, mischen sich mit der Luft, die durch die Röhren i8^b eintritt, erhitzen sie bei ihrem Durchgang und verbrennen, indem sie eine intensive Hitze hervorrufen. Die Retorten erlangen dadurch eine genügende Hitze. Nun öffnet man die Ventile 17^a und auch die Luftventile oder verschiebbaren Platten i8^d unter den anderen Abtheilungen des Rohres 17 und den damit verbundenen Zweigröhren 17 ^e. Nun erfolgt ein gröfserer Zuflufs von Naphta und Wasser in die Retorten 14 und 15, und der Feuerraum wird mit brennenden Gasen erfüllt, die eine intensive Hitze hervorrufen. Sie haben jedoch nur wenig Leuchtkraft. Die Flammen sind an den Punkten über den Röhren 18, wo die Luft eintritt, sichtbar, und sind in ihrer Farbe den Flammen von Wasserstoff und Kohlenoxyd ähnlich.The flame that this liquid creates heats the retorts. The valve in the tube 17 ^s and the valves 14 ^d , which allow naphtha to ^{flow through the tubes 14 b} into the retorts 14, are now opened. A small amount of water is ^{admitted through the tubes 14 a} into the retort 14 by opening the valve 14 °. The distillation products of the naphtha and water pass from the retort 14 through the tubes 14 ° into the retorts 15, and a further quantity of naphtha is introduced into the retorts 15 ^{through the tubes 15 a} ^{by opening the valves 15 b} . The products of this distillation pass from the retorts 15 through the tubes 15 ° to the gas pipe 17. They flow out through the openings 17 ^f in the tubes 17 ^e under the retorts 14 and 15, mix with the air flowing through the tubes 18 ^b , they heat as they pass and burn, evoking intense heat. This gives the retorts sufficient heat. Now you open the valves 17 ^a and also the air ^{valves or slidable plates i8 d} under the other sections of the pipe 17 and the branch pipes 17 ^e connected therewith. Now there is a larger influx of naphtha and water into the retorts 14 and 15, and the combustion chamber is filled with burning gases which produce intense heat. However, they have little luminosity. The flames are visible at the points above the tubes 18 where the air enters, and are similar in color to the flames of hydrogen and carbon dioxide.

Die auf diese Art erzeugte Temperatur ist so intensiv, dafs man für den Feuerraum weniger Raum braucht, als man bisher für Dampfkessel und sonstige Feuerungsanlagen bedurfte.The temperature produced in this way is so intense that less is needed for the furnace Needs space than was previously required for steam boilers and other combustion systems.

Alle Theile der Röhren, die dem Temperaturwechsel ausgesetzt sind, können sich ungehindert ausdehnen und zusammenziehen. Demnach ist der Apparat dauerhaft und bleibt dicht an den Fugen oder Nähten. Da alle Theile des Apparates in der Feuerungsanlage eingeschlossen sind, werden die Gase nicht durch Ausstrahlung abgekühlt, und wird die Verbrennung dadurch nicht beeinträchtigt.All parts of the tubes which are exposed to the temperature change can move unhindered expand and contract. Accordingly, the device is permanent and remains tight at the joints or seams. Since all parts of the apparatus are included in the furnace are, the gases are not cooled by radiation, and will be combustion not affected by this.

Angestellte Versuche haben bewiesen, dafs das Destillationsproduct, welches durch das Rohr 17 geht, dasselbe nicht angreift, noch die Ventile 17 ^a oder die Röhren 17 ^e weiter angreift, sobald sich erst durch Oxydiren eine Schicht auf denselben gebildet hat.Employees tests have proved that the distillation product that passes through the tube 17 the same thing, does not attack, nor the valves 17 ^a or the tubes further attacks 17 ^e as soon as a layer has formed thereon only by oxidize.

Bei der Beschreibung meiner Erfindung habe ich von Naphta als dem zugeführten Kohlenwasserstoff gesprochen; ich ziehe es wegen seiner Billigkeit und leichten Beschaffung vor.In describing my invention, I have naphtha as the added hydrocarbon spoken; I prefer it because of its cheapness and easy procurement.

Man kann jedoch auch andere Kohlenwasserstoffe zweckdienlich benutzen. Ich wünsche also keineswegs dahin verstanden zu werden, dafs sich die Anwendung dieses Apparates auf Naphta beschränkt.However, other hydrocarbons can also be used suitably. So I wish in no way to be understood as meaning that the application of this apparatus to naphtha limited.

In der doppelten Reihe von Röhren, die in Fig. 8a, 9a und 10a gezeigt sind, treten die gas- oder dampfförmigen Destillationsproducte aus Kohlenwasserstoff in das Rohr 1, gehen in das Rohr 3 und strömen an den Brennern 4 aus; gleichzeitig tritt überhitzter Dampf in ein anderes Rohr 1^a und wird durch die Röhren 3^a und die Ausstrahlungsröhren oder Brenner 4 ^a vertheilt, so dafs der von 4^a ausgehende Dampf sich mit den von den Röhren 4 kommenden Dämpfen oder Gasen mischt. Die in den Spalten zwischen den Röhren 3 und 3^a aufsteigende Luft erzeugt in der Feuerungsanlage eine sehr heifse, mächtige Flamme.In the double row of tubes shown in Figures 8a, 9a and 10a, the gaseous or vaporous products of the distillation of hydrocarbons enter tube 1, enter tube 3 and exit at burners 4; simultaneously occurs superheated steam in another tube 1, ^and is through the tubes 3 and ^a distributed broadcasting tubes or burner 4 ^a; so that the mixes of 4 ^a outgoing steam coming from the tubes 4 vapors or gases. In the gaps between the tubes 3 and 3 generated ^a rising air in the furnace a very torrid, powerful flame.

In Fig. 9 ist eine Verbindung Z dargestellt, mittelst welcher die Destillationsproducte aus den verschiedenen Retorten zusammengebracht werden können, so dafs sie sich im, Rohr 17 mit einander vereinigen.In Fig. 9 a connection Z is shown, by means of which the distillation products from the various retorts can be brought together so that they unite with one another in tube 17.

Claims

Patent claim:

Retort for volatilization and overheating of liquid hydrocarbons with chambers which are partly separated from one another by partitions, but the rest with one another communicate.

For this purpose I sheet drawings.